RU2148294C1 - Device for controlling data transmission through radio channel - Google Patents
Device for controlling data transmission through radio channel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148294C1 RU2148294C1 RU98123725A RU98123725A RU2148294C1 RU 2148294 C1 RU2148294 C1 RU 2148294C1 RU 98123725 A RU98123725 A RU 98123725A RU 98123725 A RU98123725 A RU 98123725A RU 2148294 C1 RU2148294 C1 RU 2148294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- signal
- information
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в узлах коммутации сообщений (пакетов) сети передачи данных (сети ПД) автоматизированной системы управления (АСУ) при управлении передачей данных по широковещательному многоточечному радиоканалу, имеющему динамическую неполносвязную структуру. The invention relates to computer technology and can be used in switching nodes of messages (packets) of a data transmission network (PD network) of an automated control system (ACS) when controlling data transmission over a broadcast multi-point radio channel having a dynamic non-connected structure.
Известно устройство для управления передачей данных по радиоканалу (А.С. СССР N 115.3915.18, МПК5 H 04 L 7/00, опубл. 23.06.87.), содержащее генератор случайных чисел и синхронизатор, первый, второй, третий и четвертый элементы И, счетчик, блок сравнения, триггер цикла передачи, триггер разрешения передачи, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ, два элемента задержки, причем выход синхронизатора связан с первым входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, вход запроса передачи является третьим входом второго элемента И и связан с первым входом триггера разрешения передачи, выход которого связан со вторым входом элемента ИЛИ, входом элемента задержки и является выходом разрешения передачи, выход элемента задержки подключен к четвертому входу первого элемента И, третий вход которого связан с выходом триггера цикла передачи и первым входом второго элемента И, выход второго элемента И связан со входом формирователя импульсов и входом генератора случайных чисел, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу счетчика, выход формирователя импульсов связан с первым входом элемента ИЛИ, второй выход счетчика соединен со вторым входом триггера цикла передачи, а вход счетчика подключен к выходу первого элемента И, выход блока сравнения подключен ко входу дополнительного элемента задержки и третьим входом элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом "Включение передатчика", выход дополнительного элемента задержки связан с первыми входами третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого элемента и является выходом сигнала "Столкновение", причем выход третьего элемента И связан со вторым входом триггера разрешения передачи, а второй вход четвертого элемента И подключен ко второму входу первого элемента И и первому входу триггера цикла передачи и является входом "Сигнал несущей".A device for controlling data transmission over a radio channel (AS USSR N 115.3915.18, IPC 5 H 04 L 7/00, publ. 23.06.87.), Containing a random number generator and synchronizer, the first, second, third and fourth AND elements, counter, comparison unit, transmission cycle trigger, transmission enable trigger, two pulse shapers, OR element, two delay elements, the synchronizer output being connected to the first input of the first AND element and the second input of the second AND element, the transmission request input is the third input the second element And and is associated with the first by the trigger of the transmission enable trigger, the output of which is connected to the second input of the OR element, the input of the delay element and is the output of the transfer permission, the output of the delay element is connected to the fourth input of the first element And, the third input of which is connected to the output of the trigger of the transfer cycle and the first input of the second element And, the output of the second element And is connected to the input of the pulse shaper and the input of the random number generator, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected to the first output counter a, the output of the pulse shaper is connected to the first input of the OR element, the second output of the counter is connected to the second input of the trigger of the transmission cycle, and the input of the counter is connected to the output of the first AND element, the output of the comparison unit is connected to the input of the additional delay element and the third input of the OR element, and the output of the OR element is the "Turning on the transmitter" output, the output of the additional delay element is connected to the first inputs of the third and fourth AND elements, the second input of the third AND element is connected to the output of the fourth element and is output by the “Collision” signal, the output of the third AND element being connected to the second input of the transmission enable trigger, and the second input of the fourth AND element connected to the second input of the first And element and the first input of the transmission cycle trigger and is the “Carrier signal” input.
Однако, данное устройство не предназначено для работы в каналах множественного доступа с кодовым разделением и имеет невысокую пропускную способность. However, this device is not intended for operation in code division multiple access channels and has a low bandwidth.
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявляемому является устройство для управления передачей данных по радиоканалу (Патент РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г.), содержащее кодер, генератор случайных чисел, синхронизатор, счетчик, первый элемент И, RS-триггер, второй элемент И, блок сравнения, блок преобразования, первый и второй дискретные фильтры Калмана, счетчик необслуженной нагрузки, счетчик обслуженной нагрузки, коррелятор, решающий блок, блок анализа адреса, причем сигнальный вход первого элемента И является управляющим входом устройства, выход счетчика соединен с первым сигнальным входом блока сравнения, информационный вход кодера является информационным входом устройства, а выход кодера является сигнальным выходом устройства, выход блока преобразования подключен к сигнальным входам кодера, генератора случайных чисел и счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй сигнальный вход блока сравнения подключен к выходу генератора случайных чисел, управляющий вход первого элемента И подключен к выходу второго элемента И, тактовый и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу синхронизатора и выходу RS-триггера, входы "Установка 1" и "Установка 0" которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и выходу первого элемента И, который дополнительно подключен к управляющему входу генератора случайных чисел, второй и первый информационные выходы решающего блока подключены соответственно к счетчику необслуженной нагрузки и счетчику обслуженной нагрузки, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго дискретных фильтров Калмана, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока преобразования, вход коррелятора является сигнальным входом устройства, а выход коррелятора подключен к входу решающего блока, информационно-адресный выход которого подключен к информационно-адресному входу блока анализа адреса, первый и второй управляющие выходы которого являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, выход блока сравнения является управляющим выходом устройства, а адресный вход блока анализа адреса является адресным входом устройства.The closest in technical essence and the functions performed to the claimed one is a device for controlling data transmission over a radio channel (RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998), containing an encoder, random number generator, synchronizer , counter, first element And, RS-trigger, second element And, comparison unit, conversion unit, first and second discrete Kalman filters, unmetered load counter, serviced load counter, correlator, decision unit, address analysis unit, and the signal input of the first element And is controlled by the control input of the device, the output of the counter is connected to the first signal input of the comparison unit, the information input of the encoder is the information input of the device, and the output of the encoder is the signal output of the device, the output of the conversion unit is connected to the signal inputs of the encoder, random number generator and counter, the clock input of which is connected to the synchronizer output, the second signal input of the comparison unit is connected to the output of the random number generator, the control input of the first element AND is connected to the output in of the second AND element, the clock and control inputs of which are connected respectively to the synchronizer output and the output of the RS flip-flop, the inputs “Setting 1” and “Setting 0” of which are connected respectively to the output of the comparison unit and the output of the first AND element, which is additionally connected to the control input of the generator random numbers, the second and first information outputs of the decisive block are connected respectively to the counter of unattended load and the counter of served load, the outputs of which are connected to the inputs of the first and the second discrete Kalman filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the conversion unit, the correlator input is the signal input of the device, and the correlator output is connected to the input of the decision unit, the information-address output of which is connected to the information-address input of the address analysis unit, the first and the second control outputs of which are respectively the first and second information outputs of the device, the output of the comparison unit is the control output of the device, and the address The input of the address analysis block is the address input of the device.
При такой совокупности описанных элементов и связей становится возможной работа в каналах множественного доступа с кодовым разделением и достигается увеличение пропускной способности по радиоканалу. With this combination of the described elements and links, it becomes possible to work in multiple access channels with code division and an increase in throughput on the radio channel is achieved.
Однако устройство прототип имеет недостатки:
- узкую область применения, в частности оно может использоваться лишь в каналах множественного доступа с временным и кодовым разделением сигналов, не критичных к условиям распространения радиоволн на трассах между различными абонентами сети и узлом коммутации сообщений (пакетов), что на практике встречается редко;
- имеет невысокую пропускную способность, что обусловлено нечувствительностью схемы прототипа к проявлению эффекта "захвата" в приемнике, когда пакет, поступающий с наибольшей энергией, имеет хорошие шансы быть правильно принятым даже при наличии других пакетов;
- имеет невысокую достоверность и помехоустойчивость при приеме широкополосных сложных сигналов, так как не обеспечивает их анализ в каждом канале приема.However, the prototype device has disadvantages:
- a narrow scope, in particular, it can only be used in multiple access channels with time and code separation of signals that are not critical to the propagation conditions of radio waves on the paths between different network subscribers and the message (packet) switching unit, which is rare in practice;
- has a low throughput, which is due to the insensitivity of the prototype circuit to the manifestation of the "capture" effect in the receiver, when the packet arriving with the highest energy has a good chance of being correctly received even in the presence of other packets;
- has a low reliability and noise immunity when receiving wideband complex signals, as it does not provide their analysis in each receiving channel.
Целью изобретения является разработка устройства управления передачей данных по радиоканалу множественного доступа с кодовым и временным разделением сигналов, обеспечивающего повышение пропускной способности путем учета эффекта "захвата" в приемнике, адаптации к изменению нагрузки, а также помехоустойчивости и достоверности, за счет анализа сигналов в каждом канале приема. The aim of the invention is to develop a device for controlling data transmission over a multiple access radio channel with code and time separation of signals, providing increased throughput by taking into account the effect of "capture" in the receiver, adaptation to load changes, as well as noise immunity and reliability, by analyzing the signals in each channel reception.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство управления передачей данных по радиоканалу, содержащее кодер, генератор случайных чисел, синхронизатор, счетчик, первый элемент И, RS-триггер, второй элемент И, блок сравнения, блок преобразования, первый и второй дискретные фильтры Калмана, счетчик необслуженной нагрузки, счетчик обслуженной нагрузки, коррелятор, решающий блок, блок анализа адреса, причем сигнальный вход первого элемента И является управляющим входом устройства, выход счетчика соединен с первым сигнальным входом блока сравнения, информационный вход кодера является информационным входом устройства, а выход кодера является сигнальным выходом устройства, выход блока преобразования подключен к сигнальным входам кодера, генератора случайных чисел и счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу синхронизатора, второй сигнальный вход блока сравнения подключен к выходу генератора случайных чисел, управляющий вход первого элемента И подключен к выходу второго элемента И, тактовый и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу синхронизатора и выходу RS-триггера, входы "Установка 1" и "Установка 0" которого подключены соответственно к выходу блока сравнения и выходу первого элемента И, который дополнительно подключен к управляющему входу генератора случайных чисел, второй и первый информационные выходы решающего блока подключены соответственно к счетчику необслуженной нагрузки и счетчику обслуженной нагрузки, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго дискретных фильтров Калмана, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока преобразования, вход коррелятора является сигнальным входом устройства, а первый выход коррелятора подключен к первому входу решающего блока, информационно-адресный выход которого подключен к информационно-адресному входу блока анализа адреса, первый и второй управляющие выходы которого являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, выход блока сравнения является управляющим выходом устройства, а адресный вход блока анализа адреса является адресным входом устройства, дополнительно введен блок анализа уровня, коррелятор дополнительно снабжен (m-1) выходами, где m≥2, а решающий блок дополнительно снабжен (m-1) сигнальными и n управляющими входами, где n≥2, причем i-й выход коррелятора, где i=1, 2, 3,...m, подключен к i-му входу блока анализа уровня, s-й выход которого, где s=1, 2,3. . . n, подключен к s-му управляющему входу решающего блока, a j-й выход коррелятора, где j=2, 3,...m, подключен к j-му сигнальному входу решающего блока. Решающий блок состоит из мультиплексора, элемента И, n-входового элемента ИЛИ, инвертора, первого и второго формирователей импульсов, RS-триггера, преобразователя кодов. Причем выход n-входового элемента ИЛИ подключен к входам первого формирователя импульсов и инвертора. Выход инвертора подключен к входу второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом "Установка 0" RS-триггера, вход "Установка 1" которого подключен к выходу первого формирователя импульсов. Выход RS-триггера подключен к второму входу элемента И, а также является первым информационным выходом блока. Выход мультиплексора подключен к первому входу элемента И, выход которого является информационно-адресным выходом блока, m сигнальных и n управляющих входов мультиплексора являются соответственно m сигнальными и n управляющими входами блока. Причем n управляющих входов решающего блока подключены к соответствующим входам n-входового элемента ИЛИ и n входам преобразователя кодов, выход которого является вторым информационным выходом решающего блока. Блок анализа уровня состоит из m х n компараторов, m х n инверторов, m х n m-входовых элементов И, n m-входовых элементов ИЛИ. Причем выход (u,v)-го компаратора, где u=1, 2,...m, v=1, 2,...n, подключен к входу (v,u)-го инвертора и входу (v,f)-го m-входового элемента И, где f= 1, 2,...m, причем f≠u, кроме того, к входу (v, f)-го m-входового элемента И подключен выход (v,u)-го инвертора, причем f=u. Выход (v,f)-го m-входового элемента И подключен к входу s-го m-входового элемента ИЛИ, где s = 1, 2,...n, причем s = v. Выходы m-входовых элементов ИЛИ являются n выходами блока, m входами блока анализа уровня являются входы (u,v)-ых компараторов. Коррелятор состоит из m полосовых фильтров, m согласованных фильтров, m детекторов, m линий задержки. Причем выход i-го полосового фильтра, где i= 1, 2,...m, подключен к входу i-го согласованного фильтра, выход которого подключен к входу i-й линии задержки. Выход i-й линии задержки является i-м выходом коррелятора. Вход i-го полосового фильтра подключен к входу коррелятора, который является сигнальным входом устройства. This goal is achieved by the fact that in the known device for transmitting data via a radio channel, comprising an encoder, a random number generator, a synchronizer, a counter, a first I element, an RS trigger, a second I element, a comparison unit, a conversion unit, the first and second discrete Kalman filters , unmetered load counter, serviced load counter, correlator, decision unit, address analysis unit, the signal input of the first element AND being the control input of the device, the output of the counter connected to the first signal input the house of the comparison unit, the information input of the encoder is the information input of the device, and the output of the encoder is the signal output of the device, the output of the conversion unit is connected to the signal inputs of the encoder, random number generator and counter, the clock input of which is connected to the output of the synchronizer, the second signal input of the comparison unit is connected to the output of the random number generator, the control input of the first element And is connected to the output of the second element And, the clock and control inputs of which are connected respectively to you the synchronizer ode and the output of the RS-flip-flop, the inputs “Setting 1” and “Setting 0” of which are connected respectively to the output of the comparison unit and the output of the first AND element, which is additionally connected to the control input of the random number generator, the second and first information outputs of the decision block are connected respectively to the counter of unattended load and the counter of serviced load, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second discrete Kalman filters, respectively, the outputs of which are connected respectively to the first y and the second inputs of the conversion unit, the correlator input is the signal input of the device, and the first output of the correlator is connected to the first input of the decision unit, the information-address output of which is connected to the information-address input of the address analysis unit, the first and second control outputs of which are respectively the first and the second information outputs of the device, the output of the comparison unit is the control output of the device, and the address input of the address analysis unit is the address input of the device, The level analysis block has been introduced, the correlator is additionally equipped with (m-1) outputs, where m≥2, and the decision block is additionally equipped with (m-1) signal and n control inputs, where n≥2, and the i-th correlator output, where i = 1, 2, 3, ... m, is connected to the i-th input of the level analysis block, the s-th output of which, where s = 1, 2,3. . . n, is connected to the s-th control input of the decision block, and the j-th output of the correlator, where j = 2, 3, ... m, is connected to the j-th signal input of the decision block. The decisive unit consists of a multiplexer, an AND element, an n-input OR element, an inverter, a first and second pulse shaper, an RS trigger, a code converter. Moreover, the output of the n-input element OR is connected to the inputs of the first pulse shaper and inverter. The inverter output is connected to the input of the second pulse shaper, the output of which is connected to the input "Setting 0" of the RS-flip-flop, the input "Setting 1" of which is connected to the output of the first pulse shaper. The output of the RS-trigger is connected to the second input of the And element, and is also the first information output of the block. The multiplexer output is connected to the first input of the And element, the output of which is the information-address output of the block, m signal and n control inputs of the multiplexer are respectively m signal and n control inputs of the block. Moreover, n control inputs of the decision block are connected to the corresponding inputs of the n-input element OR and n inputs of the code converter, the output of which is the second information output of the decision block. The level analysis block consists of m x n comparators, m x n inverters, m x n m-input elements AND, n m-input elements OR. Moreover, the output of the (u, v) th comparator, where u = 1, 2, ... m, v = 1, 2, ... n, is connected to the input of the (v, u) th inverter and the input of (v, f) th m-input element AND, where f = 1, 2, ... m, and f ≠ u, in addition, the output (v, u is connected to the input of the (v, f) th m-input element AND ) th inverter, with f = u. The output of the (v, f) th m-input element AND is connected to the input of the s-th m-input element OR, where s = 1, 2, ... n, and s = v. The outputs of the m-input elements OR are n outputs of the block, m inputs of the level analysis block are the inputs of the (u, v) th comparators. The correlator consists of m bandpass filters, m matched filters, m detectors, m delay lines. Moreover, the output of the i-th band-pass filter, where i = 1, 2, ... m, is connected to the input of the i-th matched filter, the output of which is connected to the input of the i-th delay line. The output of the i-th delay line is the i-th output of the correlator. The input of the ith bandpass filter is connected to the input of the correlator, which is the signal input of the device.
Перечисленная новая совокупность существенных признаков обеспечивает возможность использования заявленного устройства в каналах с кодовым и временным разделением при различных условиях распространения радиоволн на трассах между абонентами сети и узлом коммутации сообщений (пакетов) и повышение пропускной способности, благодаря введению в схему устройства элементов, анализирующих сигналы в каждом канале приема, учитывающих эффект "захвата" в приемнике, позволяющих динамически оценивать параметры нагрузки, а по результатом оценки адаптировать схему устройства. The above-mentioned new set of essential features makes it possible to use the claimed device in channels with code and time division under various conditions of propagation of radio waves on the paths between network subscribers and the switching node of messages (packets) and to increase throughput by introducing elements analyzing signals in each the receiving channel, taking into account the effect of "capture" in the receiver, which allows to dynamically evaluate the load parameters, and according to the result of the assessment of a aptirovat circuit device.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного изобретения условию патентоспособности "новизна". The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a combination of features that are identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed invention with the condition of patentability "novelty".
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed object from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the popularity of the impact provided by the essential features of the claimed invention transformations to achieve the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "inventive step".
На фиг. 1 показана функциональная схема устройства управления передачей данных по радиоканалу;
на фиг. 2 - схема решающего блока 15;
на фиг. 3 - схема блока анализа уровня 17;
на фиг. 4 - схема коррелятора 14.In FIG. 1 shows a functional diagram of a radio data transmission control device;
in FIG. 2 is a diagram of a crucial unit 15;
in FIG. 3 is a diagram of a level 17 analysis block;
in FIG. 4 is a diagram of a correlator 14.
Заявляемое устройство управления передачей данных по радиоканалу, показанное на фиг. 1, состоит из: кодера 1, генератора случайных чисел 2, синхронизатора 3, счетчика 4, первого элемента И 5, RS-триггера 6, второго элемента И 7, блока сравнения 8, блока преобразования 9, первого и второго дискретных фильтров Калмана, соответственно 10 и 11, счетчика необслуженной нагрузки 12, счетчика обслуженной нагрузки 13, коррелятора 14, решающего блока 15, блока анализа адреса 16, блока анализа уровня 17, причем управляющий вход устройства является одновременно сигнальным входом первого элемента И 5, а выход счетчика 4 соединен с первым сигнальным входом блока сравнения 8, информационный вход кодера 1 является информационным входом устройства, а его выход является сигнальным выходом устройства. Выход блока преобразования 9 подключен в параллель к сигнальным входам кодера 1, генератора случайных чисел 2 и счетчика 4, тактовый вход которого подключен к выходу синхронизатора 3. Второй сигнальный вход блока сравнения 8 подключен к выходу генератора случайных чисел 2, управляющий вход первого элемента И 5 подключен к выходу второго элемента И 7, тактовый и управляющий вход которого подключены соответственно к выходу синхронизатора 3 и выходу RS-триггера 6, входы "Установка 1" и "Установка 0" которого подключены соответственно к выходу блока сравнения 8 и выходу первого элемента И 5, который дополнительно подключен к управляющему входу генератора случайных чисел 2. Второй и первый информационные выходы решающего блока 15 подключены соответственно к счетчику необслуженной нагрузки 12 и счетчику обслуженной нагрузки 13, выходы которых подключены к входам соответственно первого дискретного фильтра Калмана 10 и второго дискретного фильтра Калмана 11, выходы которых подключены к первому и второму входам блока преобразования 9 соответственно. Вход коррелятора 14 является сигнальным входом устройства, а его m выходов подключены к входам блока анализа уровня 17 и сигнальным входам решающего блока 15, информационно-адресный выход которого подключен к информационно-адресному входу блока анализа адреса 16, первый и второй управляющие выходы которого являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, n выходов блока анализа уровня 17 подключены к n управляющим входам решающего блока 15. Выход блока сравнения 8 является управляющим выходом устройства. Адресный вход блока анализа адреса 16 является адресным входом устройства. The inventive radio channel data transmission control device shown in FIG. 1, consists of: encoder 1, random number generator 2, synchronizer 3, counter 4, first element And 5, RS-trigger 6, second element And 7, comparison unit 8, conversion unit 9, the first and second discrete Kalman filters, respectively 10 and 11, the counter of the non-served load 12, the counter of the served load 13, the correlator 14, the decision block 15, the address analysis block 16, the level analysis block 17, and the control input of the device is simultaneously a signal input of the first element And 5, and the output of the counter 4 is connected to first signal input block comparison 8, the information input of the encoder 1 is the information input of the device, and its output is the signal output of the device. The output of the conversion unit 9 is connected in parallel to the signal inputs of the encoder 1, the random number generator 2 and the counter 4, the clock input of which is connected to the output of the synchronizer 3. The second signal input of the comparison unit 8 is connected to the output of the random number generator 2, the control input of the first element And 5 connected to the output of the second element And 7, the clock and control input of which are connected respectively to the output of the synchronizer 3 and the output of the RS-trigger 6, the inputs "Setting 1" and "Setting 0" which are connected respectively to the output of the unit with 8 and the output of the first element And 5, which is additionally connected to the control input of the random number generator 2. The second and first information outputs of the decision block 15 are connected respectively to the counter of unattended load 12 and the counter of served load 13, the outputs of which are connected to the inputs of the first discrete filter Kalman 10 and the second discrete Kalman filter 11, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the conversion unit 9, respectively. The input of the correlator 14 is the signal input of the device, and its m outputs are connected to the inputs of the level analysis block 17 and the signal inputs of the decision block 15, the information and address output of which is connected to the information and address input of the address analysis block 16, the first and second control outputs of which are respectively the first and second information outputs of the device, n outputs of the level 17 analysis unit are connected to n control inputs of the decision unit 15. The output of the comparison unit 8 is the control output of the device. The address input of address analysis block 16 is the address input of the device.
Заявляемое устройство реализуется следующим образом. The inventive device is implemented as follows.
Кодер 1 предназначен для формирования сложного сигнала с фазовой манипуляцией и описан - Нелинейные радиотехнические устройства часть 1. /Н.Л.Теплова, -М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1982, - с. 346 - 349. Может быть реализован на ИМС серий 155, 176. Encoder 1 is designed to generate a complex signal with phase shift keying and is described - Non-linear radio devices Part 1. / N.L. Teplova, -M.: Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1982, - p. 346 - 349. It can be implemented on the IC series 155, 176.
Генератор случайных чисел 2 предназначен для случайного выбора момента начала передачи в цикле передачи с переменной длиной. Может быть реализован по схеме, показанной на фиг. 2 описания Патента РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г.The random number generator 2 is intended for random selection of the moment of the start of transmission in a transmission cycle with variable length. Can be implemented according to the circuit shown in FIG. 2 descriptions of the RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998
Синхронизатор 3 представляет собой генератор тактовых импульсов и описан - Микросхемы и их применение: Справ. пособие. / 1984, - с. 213, рис. 7.6. Может быть реализован на интегральных микросхемах (ИМС) серий 511, 176. Synchronizer 3 is a clock generator and is described - Chips and their application: Ref. allowance. / 1984, - p. 213, fig. 7.6. It can be implemented on integrated circuits (ICs) of the 511, 176 series.
Счетчик 4 описан - Журнал "Радио", 1987, N 1, стр. 43. Может быть реализован на ИМС КА 561 ИЕ 15б (счетчик с переменным коэффициентом деления). Counter 4 is described - Radio Magazine, 1987, N 1, p. 43. It can be implemented on the IC KA 561 IE 15b (counter with a variable division ratio).
Блок сравнения 8 описан - Импульсные цифровые устройства /И.О.Лебедев, А. М. Сидоров. -Л.: ВАС, 1980, - с.51-53, рис. 2.33, 2.34. Может быть реализован на ИМС серий 133, 564. Comparison unit 8 is described - Pulse digital devices / I.O. Lebedev, A. M. Sidorov. -L .: YOU, 1980, p. 51-53, fig. 2.33, 2.34. It can be implemented on the IC series 133, 564.
Блок преобразования 9 предназначен для выработки решения на основе анализа текущего состояния соотношения интенсивностей обслуженного и необслуженного потоков пакетов в канале множественного доступа. Блок преобразования 9 может быть реализован, например, по схеме, показанной на фиг. 3 описания Патента РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г.The conversion unit 9 is designed to develop a solution based on the analysis of the current state of the ratio of intensities of served and unattended packet flows in a multiple access channel. The conversion unit 9 may be implemented, for example, according to the circuit shown in FIG. 3 descriptions of the RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998
Дискретные фильтры Калмана 10 и 11 предназначены для рекурсивного оценивания случайного процесса обслуживания заявок в устройстве, позволяющего получать не смещенные оценки с минимальными дисперсиями ошибок оценивания. Дискретные фильтры Калмана 10 и 11 представляют собой устройство рекурсивного оценивания нестационарного состояния системы, обеспечивая оптимальность оценок в смысле минимума среднеквадратической ошибки и описаны - Теория оценивания и ее применение в связи и управлении /Э.Сейдж, Дж.Мелс. -М.: Связь, 1976, -с.252 -264. Могут быть реализованы на ИМС серий 176, 116.5. Discrete Kalman filters 10 and 11 are designed for the recursive estimation of a random process of servicing applications in a device, which allows obtaining unbiased estimates with minimal variances of estimation errors. Discrete Kalman filters 10 and 11 are a device for recursively estimating the unsteady state of a system, ensuring the optimality of estimates in the sense of a minimum standard error and are described - Estimation theory and its application in communication and control / E. Sage, J. Mels. -M.: Communication, 1976, p. 252 -264. They can be implemented on the IC series 176, 116.5.
Счетчик необслуженной нагрузки 12 и счетчик обслуженной нагрузки 13 описаны - Микросхемы и их применение: Справ, пособие. /В.А.Батушев, В.Н.Вениаминов, В. Г. Ковалев и др. -М.: Радио и связь 1984, - с. 139, рис.4.38. 13. Могут быть реализованы на ИМС серий 133, 564. The counter of unattended load 12 and the counter of serviced load 13 are described - Microcircuits and their application: Reference, manual. / V.A. Batushev, V.N. Veniaminov, V.G. Kovalev and others. -M.: Radio and communications 1984, - p. 139, Fig. 4.38. 13. Can be implemented on the IC series 133, 564.
Коррелятор 14 предназначен для согласованного приема широкополосных сигналов пользователей. Может быть реализован, например, по схеме, показанной на фиг. 4. Он состоит из m полосовых фильтров 14.11...14.1m, m согласованных фильтров 14.21...14.2m, m детекторов 14.31...14.3m, m линий задержки 14.41.. . 14.4m, причем выход i-го полосового фильтра, где i=1, 2,...m, подключен к входу i-го согласованного фильтра, выход которого подключен к входу i-й линии задержки, выход которой является i-м выходом коррелятора, вход i-го полосового фильтра подключен к входу коррелятора, который является сигнальным входом устройства.The correlator 14 is designed for consistent reception of broadband signals from users. It can be implemented, for example, according to the circuit shown in FIG. 4. It consists of m bandpass filters 14.1 1 ... 14.1 m , m matched filters 14.2 1 ... 14.2 m , m detectors 14.3 1 ... 14.3 m , m delay lines 14.4 1 ... 14.4 m , and the output of the i-th bandpass filter, where i = 1, 2, ... m, is connected to the input of the i-th matched filter, the output of which is connected to the input of the i-th delay line, the output of which is the i-th output correlator, the input of the i-th bandpass filter is connected to the input of the correlator, which is the signal input of the device.
Полосовые фильтры 14.11. ..14.1m, согласованные фильтры 14.21...14.2m, детекторы 14.31...14.3m, линии задержки 14.41...14.4m коррелятора 14 известны и описаны - Системы связи с шумоподобными сигналами /Л.Е.Варакин. - М.: Радио и связь, 1985, -с. 321 - 323.Band-pass filters 14.1 1 . ..14.1 m , matched filters 14.2 1 ... 14.2 m , detectors 14.3 1 ... 14.3 m , delay lines 14.4 1 ... 14.4 m of correlator 14 are known and described - Communication systems with noise-like signals / L.E. Varakin . - M .: Radio and communications, 1985, p. 321 - 323.
Решающий блок 15 предназначен для определения факта успешной передачи в канале, с учетом возможного эффекта "захвата" в приемнике, или оценки кратности конфликта в противном случае и коммутации пакета на вход блока анализа адреса 16. Одним из вариантов реализации решающего блока 15 может быть схема, показанная на фиг. 2, при этом он состоит из мультиплексора 15.1, n-входового элемента ИЛИ 15.2, инвертора 15.3, первого и второго формирователей импульсов 15.41 и 15.42 соответственно, RS-триггера 15.5, элемента И 15.6, преобразователя кодов 15.7, причем выход n-входового элемента ИЛИ 15.2 подключен к входам первого формирователя импульсов 15.41 и инвертора 15.3, выход которого подключен к входу второго формирователя импульсов 15.42, выход которого соединен с входом "Установка 0" RS-триггера 15.5, вход "Установка 1" которого подключен к выходу первого формирователя импульсов 15.41, выход RS-триггера 15.5 подключен к второму входу элемента И 15.6, а также является первым информационным выходом блока, выход мультиплексора 15.1 подключен к первому входу элемента И 15.6, выход которого является информационно-адресным выходом блока, m сигнальных и n управляющих входов мультиплексора 15.1 являются соответственно m сигнальными и n управляющими входами блока, причем n управляющих входов решающего блока подключены к соответствующим входам n-входового элемента ИЛИ 15.2 и n входам преобразователя кодов 15.7, выход которого является вторым информационным выходом блока.The decision block 15 is designed to determine the fact of successful transmission in the channel, taking into account the possible effect of "capture" in the receiver, or to evaluate the multiplicity of the conflict otherwise and switching the packet to the input of the address analysis block 16. One of the options for implementing the decision block 15 may be a circuit, shown in FIG. 2, it consists of a multiplexer 15.1, an n-input OR element 15.2, an inverter 15.3, a first and second pulse shaper 15.4 1 and 15.4 2, respectively, an RS flip-flop 15.5, an AND element 15.6, a code converter 15.7, and the output is an n-input OR element 15.2 is connected to the inputs of the first pulse shaper 15.4 1 and inverter 15.3, the output of which is connected to the input of the second pulse shaper 15.4 2 , the output of which is connected to the input "Setting 0" of the RS-flip-flop 15.5, the input "Setting 1" of which is connected to the output of the first 15.4 PFN 1, RS-t yield igra 15.5 is connected to the second input of the element And 15.6, and is also the first information output of the block, the output of the multiplexer 15.1 is connected to the first input of the element And 15.6, the output of which is the information-address output of the block, m signal and n control inputs of the multiplexer 15.1 are respectively m signal and n control inputs of the block, and n control inputs of the decision block are connected to the corresponding inputs of the n-input element OR 15.2 and n inputs of the code converter 15.7, the output of which is the second information th output block.
Мультиплексор 15.1 предназначен для подключения к выходу того или иного сигнального входа, в соответствии с кодовой комбинацией на управляющих входах. Может быть реализован по схеме, описанной -Микросхемы и их применение: Справочное пособие / В.А.Батушев, В.Н.Вениаминов, В.Г.Ковалев и др., - M.: Радио и связь, 1983, - рис. 4.33, с. 132. The multiplexer 15.1 is designed to connect to the output of a signal input, in accordance with the code combination on the control inputs. It can be implemented according to the scheme described by Microchips and their application: Reference manual / V.A. Batushev, V.N. Veniaminov, V.G. Kovalev and others, - M .: Radio and communications, 1983, - fig. 4.33, p. 132.
Преобразователь кодов 15.7 предназначен для преобразования параллельного кода кодовой комбинации в последовательный код. Может быть реализован по схеме, описанной - Полупроводниковые цифровые микросхемы. Справочник./ В.Л. Шило, - Челябинск:, Металлургия, 1989, рис. 2.52a, с. 246-250. The code converter 15.7 is designed to convert a parallel code combination code into a serial code. It can be implemented according to the scheme described - Semiconductor digital circuits. Reference. / V.L. Shilo, - Chelyabinsk :, Metallurgy, 1989, fig. 2.52a, p. 246-250.
Формирователи импульсов 15.41, 15.42 предназначены для формирования из логического уровня короткого импульса, идентичны, известны и описаны - Основы цифровой техники. /Л.А.Мальцева, - М.: Радио и связь, 1986, - рис. 21, с. 30.The pulse shapers 15.4 1 , 15.4 2 are designed to form a short pulse from the logic level, they are identical, known and described - Fundamentals of Digital Technology. / L.A. Maltseva, - M.: Radio and Communications, 1986, - Fig. 21, p. thirty.
Блок анализа адреса 16 предназначен для выделения адреса из заголовка пакета и принятия решения на дальнейшую ретрансляцию пакета в сети или вывод его абоненту. Одним из вариантов реализации блока анализа адреса 16 может быть схема, показанная на фиг. 5 описания Патента РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г.The address analysis block 16 is designed to extract the address from the packet header and make a decision on further relaying the packet on the network or outputting it to the subscriber. One embodiment of the address analysis block 16 may be the circuit shown in FIG. 5 descriptions of the RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998
Блок анализа уровня 17 предназначен для анализа соотношений уровней сигналов в различных ветвях приема, на предмет возможности приема сигнала одной из ветвей, как в отсутствие сигналов в других ветвях, так и при их наличии. Одним из вариантов реализации блока анализа уровня 17 может быть схема, показанная на фиг. 3, при этом он состоит из mхn компараторов 17.1.11...17.1.nm, mхn инверторов 17.2.11...17.2.mn, mxn m-входовых элементов И 17.3.11. . .17.3.mn, n m-входовых элементов ИЛИ 17.41...17.4n. Причем выход (u,v)-го компаратора 17.1.11...17.1.nm, где u = 1, 2,...m, v=1, 2,... n, подключен к входу (v,u)-го инвертора 17.2.11...17.2.mn и входу (v,f)-го m-входового элемента И 17.3.11...17.3.mn, где f=1, 2,...m, причем f≠u. Кроме того, к входу (v,f)-го m-входового элемента И 17.3.11... 17.3.mn подключен выход (v,u)-го инвертора, 17.2.11...17.2.mn, причем f=u. Выход (v,f)-ro m-входового элемента И 17.3.11...17.3.mn подключен к входу s-го m-входового элемента ИЛИ 17.41...17.4n, где s=1, 2,...n, причем s = v. Выходы m-входовых элементов ИЛИ 17.41...17.4n являются n выходами блока, m входами блока являются входы (u,v)-х компараторов 17.1.11...17.1.nm.The analysis block level 17 is designed to analyze the relationship of signal levels in different branches of the reception, on the subject of the possibility of receiving a signal from one of the branches, both in the absence of signals in other branches, and in their presence. One embodiment of a level 17 analysis unit may be the circuit shown in FIG. 3, while it consists of mxn comparators 17.1.1 1 ... 17.1.n m , mxn inverters 17.2.1 1 ... 17.2.m n , mxn m-input elements AND 17.3.1 1 . . .17.3.m n , n m-input elements OR 17.4 1 ... 17.4 n . Moreover, the output of the (u, v) th comparator 17.1.1 1 ... 17.1.n m , where u = 1, 2, ... m, v = 1, 2, ... n, is connected to the input (v , u) of the inverter 17.2.1 1 ... 17.2.m n and the input of the (v, f) th m-input element AND 17.3.1 1 ... 17.3.m n , where f = 1, 2, ... m, moreover, f ≠ u. Further, to the input (v, f) th m-input elements and 17.3.1 1 ... 17.3.m n connected to the output (v, u) -th inverter 17.2.1 1 ... 17.2.m n , and f = u. The output of the (v, f) -ro m-input element AND 17.3.1 1 ... 17.3.m n is connected to the input of the s-th m-input element OR 17.4 1 ... 17.4 n , where s = 1, 2, ... n, moreover, s = v. The outputs of the m-input elements OR 17.4 1 ... 17.4 n are the n outputs of the block, m the inputs of the block are the inputs of the (u, v) x comparators 17.1.1 1 ... 17.1.n m .
Компараторы 17.1.11. ..17.1.nm предназначены для выработки управляющего сигнала логического уровня. Могут быть реализованы по схеме, описанной - Микросхемы и их применение: Справочное пособие / В.А.Батушев, В.Н.Вениаминов, В.Г.Ковалев и др., - М.: Радио и связь, 1983, -рис. 2.33(б), с. 82.Comparators 17.1.1 1 . ..17.1.n m are designed to generate a control signal of a logical level. They can be implemented according to the scheme described - Microcircuits and their application: Reference manual / V.A. Batushev, V.N. Veniaminov, V.G. Kovalev and others, - M .: Radio and communications, 1983, -ris. 2.33 (b), s. 82.
Логические m-входовые элементы И 17.3.11...17.3.mn известны и описаны - Основы импульсной и цифровой техники/ Под общей ред. А.М. Сидорова, -СПВВИУС, 1995, - рис. 2.5, с. 40 - 41.Logical m-input elements AND 17.3.1 1 ... 17.3.m n are known and described - Fundamentals of pulsed and digital technology / Ed. A.M. Sidorova, - SPVVIUS, 1995, - fig. 2.5, p. 40 - 41.
Логические элементы И 5, 7, 15.6, входящие в описываемое устройство и решающий блок 15, идентичны, известны и описаны - Основы цифровой техники /Л. А. Мальцева, Э. М. Фромберг. - М.: Радио и связь, -с. 30-31. Могут быть реализованы на ИМС серий 133 и 564. The logical elements And 5, 7, 15.6, included in the described device and the decision block 15 are identical, known and described - Fundamentals of digital technology / L. A. Maltseva, E. M. Fromberg. - M .: Radio and communications, p. 30-31. They can be implemented on the IC series 133 and 564.
Логические n-входовые элементы ИЛИ 15.2 и m-входовые элементы ИЛИ 17.41. . . 17.4n, входящие в решающий блок 15 и блок анализа уровня 17, идентичны, известны и описаны - Основы импульсной и цифровой техники/ Под общей ред. А. М. Сидорова, - СПВВИУС, 1995, - рис. 2.4, с. 39-41.Logical n-input elements OR 15.2 and m-input elements OR 17.4 1 . . . 17.4 n included in the decision block 15 and the analysis block level 17 are identical, known and described - Fundamentals of pulsed and digital technology / Ed. A. M. Sidorova, - SPVVIUS, 1995, - Fig. 2.4, p. 39-41.
RS-триггеры 6, 15.5, входящие в описываемое устройство, решающий блок 15, идентичны, известны и описаны - Микросхемы и их применение: Справ.пособие. / В. А.Батушев, В.Н.Вениаминов, В.Г.Ковалев и др. -М.: Радио и связь 1984, - с.122, рис.4.16. Могут быть реализованы на ИМС серий 133, 564. RS-flip-flops 6, 15.5, included in the described device, the deciding unit 15, are identical, known and described - Microcircuits and their application: Reference manual. / V.A. Batushev, V.N. Veniaminov, V.G. Kovalev and others. -M.: Radio and communications 1984, - p. 122, Fig. 4.16. They can be implemented on the IC series 133, 564.
Инверторы 15.2, 17.2.11. . .17.2.mn предназначены для формирования выходного напряжения с логическим уровнем, противоположным логическому уровню входного напряжения. Может быть реализован по схеме, описанной - Справочная книга радиолюбителя- конструктора: В двух книгах под ред. Н.И.Чистякова, кн. 1, - М.: Радио и связь, 1993, - рис. 1.47 в, с. 30.Inverters 15.2, 17.2.1 1 . . .17.2.m n are designed to generate the output voltage with a logical level opposite to the logical level of the input voltage. It can be implemented according to the scheme described - The reference book of the amateur radio designer: In two books, ed. N.I. Chistyakova, Prince 1, - M .: Radio and communications, 1993, - fig. 1.47 in, p. thirty.
Заявляемое устройство работает следующим образом. Очевидно, что при функционировании системы связи нагрузка в ней будет пульсирующей и будет изменяться в зависимости от количества абонентов, интенсивности их обмена, характеристик канала связи. Наиболее динамично меняться будет нагрузка в системах подвижной связи. В этих условиях станции сети используют сигнально-кодовую конструкцию в одном цикле передачи, позволяющую вести одновременную передачу Na пакетов. Это достигается за счет использования сигналов с базой В >>1, где количество активных абонентов определяется видом модуляции, способом ортогонализации сигналов и требованиями к уровням взаимных шумов неортогональности. The inventive device operates as follows. It is obvious that during the functioning of the communication system, the load in it will be pulsating and will vary depending on the number of subscribers, the intensity of their exchange, and the characteristics of the communication channel. The most dynamically changing will be the load in mobile communication systems. Under these conditions, network stations use a signal-code construction in a single transmission cycle, which allows simultaneous transmission of Na packets. This is achieved through the use of signals with the base B >> 1, where the number of active subscribers is determined by the type of modulation, the method of orthogonalization of the signals, and the requirements for mutual noise levels of non-orthogonality.
Кодеры станций имеют возможность равновероятного выбора одной из Na структур сигнала, а в приемнике ретранслятора с обработкой сигнала реализуется Na ветвей приема. Поэлементная синхронизация в каждой ветви осуществляется независимо от адреса пакета, поэтому ретранслятор имеет возможность наблюдать число обслуженных, необслуженных пакетов в цикле передач. Состояние кодера станции в начале очередного цикла передачи определяет устройство динамического управления на основе оценки нагрузки. Это позволяет поддерживать вероятностно временные характеристики доставки пакетов на уровне требований. The station encoders have the possibility of equally choosing one of the Na signal structures, and Na receiving branches are implemented in the receiver of the relay with signal processing. The element-by-element synchronization in each branch is carried out regardless of the packet address; therefore, the relay has the ability to observe the number of served, non-served packets in the transmission cycle. The status of the station encoder at the beginning of the next transmission cycle is determined by the dynamic control device based on the load estimate. This allows you to maintain the probabilistically temporal characteristics of packet delivery at the requirements level.
Функциональная схема устройства, реализующего выполнение описанных функций управления передачей данных по радиоканалу, приведена на фиг. 1. The functional diagram of a device that implements the described functions of controlling the transmission of data over the air is shown in FIG. 1.
Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем. The principle of operation of the proposed device is as follows.
При включении питания триггер 6 устанавливается в режим хранения логической единицы. Синхронизатор 3 выдает импульсы с интервалом, равным длительности окна (то есть равным длительности интервала передачи пакета), при этом импульсы поступают на тактовый вход второго элемента И 7 и на тактовый вход счетчика 4, вызывая последовательную смену на выходе счетчика 4 кодовых комбинаций (число кодовых комбинаций равно числу окон в цикле передачи). When the power is turned on, trigger 6 is set to the logical unit storage mode. Synchronizer 3 generates pulses with an interval equal to the window duration (that is, equal to the duration of the packet transmission interval), while the pulses arrive at the clock input of the second element And 7 and at the clock input of counter 4, causing a sequential change at the output of counter 4 code combinations (the number of code combinations is equal to the number of windows in the transmission cycle).
При возникновении необходимости в передаче пакета на управляющий вход устройства в виде уровня логической единицы поступает сигнал запроса передачи. При этом очередной сигнал в виде импульса с уровнем логической единицы поступает с выхода синхронизатора 3 через открытый второй элемент И 7 на управляющий вход первого элемента И 5. When it becomes necessary to transfer a packet to the control input of the device, a transmission request signal is received in the form of a logic unit level. In this case, the next signal in the form of a pulse with the level of a logical unit comes from the output of the synchronizer 3 through the open second element And 7 to the control input of the first element And 5.
Так как первый элемент И 5 открыт по сигнальному входу сигналом запроса передачи, то импульс с уровнем логической единицы с выхода первого элемента И 5 поступает на вход R RS-триггера 6, переводя его в режим хранения логического нуля, а также на управляющий вход генератора случайных чисел 2, который в параллельном коде выдает со своего выхода на второй сигнальный вход блока сравнения 8 кодовую комбинацию, соответствующую номеру окна в цикле передачи, выбранному для передачи пакета. При этом RS-триггер 6 сигналом с уровнем логического нуля закрывает второй элемент И 7. В момент совпадения кодовых комбинаций на первом и втором входах блока сравнения 8 последний выдает сигнал "разрешение передачи" в виде импульса с уровнем логической единицы на управляющий выход устройства, а также переводит RS-триггер 6 в режим хранения логической единицы (сигнал "запрос передачи" с управляющего входа устройства снимается). Since the first And 5 element is opened at the signal input by a transfer request signal, a pulse with the level of a logical unit from the output of the first And 5 element goes to the input R of the RS-trigger 6, putting it into logical zero storage mode, as well as to the control input of the random generator numbers 2, which in parallel code issues a code combination corresponding to the window number in the transmission cycle selected for transmission of the packet from its output to the second signal input of comparator 8. At the same time, the RS-flip-flop 6 closes the second element And 7 with a signal with a logic zero level. At the moment of code combinations coincidence on the first and second inputs of the comparison unit 8, the latter generates a “transmission permission” signal in the form of a pulse with the level of a logical unit to the control output of the device, and also puts the RS-trigger 6 in the storage mode of the logical unit (the signal "transfer request" from the control input of the device is removed).
Таким образом, устройство готово к передаче очередного пакета. Thus, the device is ready to transmit the next packet.
При появлении в канале множественного доступа передаваемой информации, принятый пакет поступает в устройство через сигнальный вход на вход коррелятора 14 для осуществления квазиоптимального поэлементного приема сигналов в m ветвях приема. На выходе коррелятора 14 выделяются m откликов элементов принятого сигнала. When the transmitted information appears in the multiple access channel, the received packet enters the device through the signal input to the input of the correlator 14 for quasi-optimal element-by-element reception of signals in m reception branches. At the output of the correlator 14, m responses of elements of the received signal are allocated.
Выделенные коррелятором 14 m откликов элементов принятого сигнала поступают на вход блока анализа уровня 17, в котором происходит анализ соотношений уровней сигналов в различных ветвях приема, на предмет возможности приема сигнала одной из ветвей, как в отсутствие сигналов в других ветвях, так и при их наличии. Результаты этого анализа поступают на управляющие входы решающего блока 15. The 14 m responses of the elements of the received signal allocated by the correlator go to the input of the level 17 analysis block, in which the analysis of the signal level ratios in the various branches of reception takes place, for the possibility of receiving a signal from one of the branches, both in the absence of signals in the other branches and in the presence of them . The results of this analysis go to the control inputs of the decision block 15.
Решающий блок 15 на основе информации, полученной с n управляющих входов, позволяет определить факт успешной передачи в канале или оценить кратность конфликта в противном случае. Если успешный прием невозможен, то со второго информационного выхода решающего блока 15 информация о кратности конфликта (то есть о количестве конфликтующих корреспондентов) поступает на вход счетчика необслуженной нагрузки 12. Если на основе информации, полученной с n управляющих входов блока, можно сделать вывод об успешной передаче в канале, то на единицу увеличивается содержимое счетчика обслуженной нагрузки 13 и пакет с соответствующей ветви приема коррелятора 14 поступает на информационно-адресный выход блока, который является входом блока анализа адреса 16. The decision block 15 based on the information obtained from n control inputs, allows you to determine the fact of successful transmission in the channel or to evaluate the multiplicity of the conflict otherwise. If successful reception is not possible, then from the second information output of the decisive block 15, information on the multiplicity of the conflict (i.e., the number of conflicting correspondents) goes to the input of the counter of unattended load 12. If, based on the information received from n control inputs of the block, we can conclude that it is successful transmission in the channel, then the content of the served load counter 13 is increased by one and the packet from the corresponding reception branch of the correlator 14 is fed to the information-address output of the block, which is the input analysis unit 16 addresses.
При этом блок анализа адреса 16 выделяет из пакета комбинацию адреса и после его анализа выдает сигнал либо на первый информационный выход устройства (если адрес получателя совпал с собственным адресом) либо на второй информационный выход (если адрес получателя не совпал с собственным). In this case, the address analysis block 16 extracts the address combination from the packet and, after analyzing it, gives a signal either to the first information output of the device (if the recipient address matches its own address) or to the second information output (if the recipient address does not match its own).
По окончании интервала анализа количества обслуженных и необслуженных заявок с выходов блоков 12 и 13 значения количества пакетов, попавших в конфликт и успешно переданных, подается на дискретные фильтры Калмана 10 и 11 соответственно. В них реализуется алгоритм оценивания наблюдаемых параметров в нормальных шумах канала связи для дискретного времени, определяемого длительностью цикла передачи. Этот алгоритм формирует линейную несмещенную оценку с минимальной дисперсией. Устройство и порядок функционирования дискретного фильтра Калмана представлены в работе "Оптимальное управление системами", Э.П.Сейдж, И.С.Уайт, стр. 216-223, М.: "Радио и связь", 1982 г. At the end of the analysis interval of the number of serviced and non-serviced requests from the outputs of blocks 12 and 13, the values of the number of packets caught in a conflict and successfully transmitted are fed to discrete Kalman filters 10 and 11, respectively. They implement an algorithm for estimating the observed parameters in normal noise of a communication channel for a discrete time determined by the duration of the transmission cycle. This algorithm generates a linear unbiased estimate with minimal dispersion. The device and the operating procedure of the discrete Kalman filter are presented in the work "Optimal System Control", E.P. Sage, I.S. White, pp. 216-223, M .: "Radio and Communication", 1982
На основе оценок обслуженной и необслуженной нагрузки в блоке 9 производится расчет вероятности своевременной доставки пакета в соответствии с методикой, представленной в работе "Сборник молодых ученых за 1996 год" г. Орел, ВИПС, а также в статье "Методика оценки частного показателя эффективности линий многоканальной радиосвязи" Е.Г.Белобров, А.Ю.Сафонов, стр. 8-17. Для определения оптимальных значений позиционности сигналов и вероятности их повторной передачи, максимизирующих вероятность своевременной доставки пакета в систему связи множественного доступа, используются методы динамического программирования Белмана, заключающиеся в последовательном выполнении им пошаговой оптимизации, где оптимальное управление определяется лишь состоянием системы связи множественного доступа и целью и не зависит от состояния в предыдущие моменты времени. Устройство и принцип работы устройства дискретного динамического программирования, на основе принципов Белмана, рассмотрено в работе "Оптимальное управление системами" Э.П.Сейдж, И.С.Уайт (стр. 278-287). Based on the estimates of the served and non-served loads in block 9, the probability of timely delivery of the packet is calculated in accordance with the methodology presented in the work “Collection of Young Scientists for 1996” in Oryol, VIPS, as well as in the article “Methodology for assessing a private indicator of the effectiveness of multichannel lines radio communications "EG Belobrov, A.Yu.Safonov, p. 8-17. To determine the optimal values of the positionality of the signals and the probability of their retransmission, maximizing the likelihood of timely delivery of the packet to the multiple access communication system, Belman’s dynamic programming methods are used, which consistently perform step-by-step optimization, where the optimal control is determined only by the state of the multiple access communication system and the purpose and independent of the state at previous times. The device and the principle of operation of the discrete dynamic programming device, based on the Belman principles, are considered in the work "Optimal control of systems" by E.P. Sage, I.S. White (pp. 278-287).
Блок преобразования 9, функциональная схема которого приведена на фиг. 3 описания Патента РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г., работает следующим образом. Кодовые комбинации, характеризующие интенсивность потоков обслуженной и необслуженной нагрузки, поступающие на первый и второй сигнальные входы блока преобразования с выходов фильтров Калмана 10 и 11 соответственно, суммируются в сумматоре 9.1. Кодовая комбинация - результат сложения - с выходов сумматора 9.1 поступает на входы ПЗУ 9.2, в котором хранятся варианты решения на изменение параметров кодера 1, генератора случайных чисел 2 и счетчика 4. Очередное решение в виде кодовой комбинации с выходов ПЗУ 9.2 поступает на выход блока преобразования 9.The conversion unit 9, the functional diagram of which is shown in FIG. 3 descriptions of the RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998, works as follows. Code combinations characterizing the intensity of the flows of served and non-served loads coming to the first and second signal inputs of the conversion unit from the outputs of Kalman filters 10 and 11, respectively, are summed in adder 9.1. The code combination - the result of addition - from the outputs of the adder 9.1 goes to the inputs of the ROM 9.2, which stores the solution options for changing the parameters of the encoder 1, random number generator 2 and counter 4. The next solution in the form of a code combination from the outputs of the ROM 9.2 is sent to the output of the conversion unit nine.
Генератор случайных чисел 2, функциональная схема которого приведена на фиг. 2 описания Патента РФ N 2116004, МПК6 H 04 L 7/00, опубл. 20 июля 1998 г., работает следующим образом.The random number generator 2, the functional diagram of which is shown in FIG. 2 descriptions of the RF Patent N 2116004, IPC 6 H 04 L 7/00, publ. July 20, 1998, works as follows.
Изменение соотношения обслуженной и необслуженной нагрузки в канале множественного доступа приводит к изменению кодовой комбинации на входе демультиплексора 2.1. При этом сигнал с уровнем логической единицы с одного из k выходов демультиплексора 2.1 открывает по первому входу один из k элементов И 2.3, благодаря чему к выходу формирователя импульсов 2.2 оказываются подключенными соответствующие группы элементов ИЛИ 2.4 (и, соответственно, синхровходы соответствующих групп D-триггеров 2.6). Каждая группа D-триггеров 2.6 обеспечивает различную длину кодовой комбинации на выходе генератора случайных чисел 2. На информационных входах каждого из D-триггеров 2.6 имеют место случайно изменяющиеся во времени выходные напряжения независимых генераторов шума 2.5. Если в момент появления импульса на синхровходе i-го триггера 2.6 выходное напряжение i-го генератора шума 2.5 ниже порога срабатывания триггера, то на выходе триггера будет иметь место уровень логического нуля (в противном случае - уровень логической единицы). Случайная кодовая комбинация с выходов триггеров 2.6 поступает на второй сигнальный вход блока сравнения 8. A change in the ratio of served and non-served load in the multiple access channel leads to a change in the code combination at the input of demultiplexer 2.1. In this case, a signal with a logic level of one of the k outputs of the demultiplexer 2.1 opens one of the k elements AND 2.3 at the first input, so that the corresponding groups of OR 2.4 elements (and, accordingly, the sync inputs of the corresponding groups of D-flip-flops) are connected to the output of the pulse shaper 2.2 2.6). Each group of D-flip-flops 2.6 provides a different length of the code combination at the output of the random number generator 2. At the information inputs of each of the D-flip-flops 2.6, output voltages of independent noise generators 2.5 randomly varying in time take place. If at the moment of the appearance of a pulse at the synchroinput of the ith trigger 2.6, the output voltage of the ith noise generator 2.5 is lower than the trigger threshold, then the output of the trigger will have a logic zero level (otherwise, it will be a logical unit level). Random code combination from the outputs of the triggers 2.6 is supplied to the second signal input of the comparison unit 8.
Коррелятор 14, функциональная схема которого приведена на фиг. 4, работает следующим образом. Информация из канала множественного доступа поступает на вход полосовых фильтров 14.11 - 14.1m, в которых осуществляется фильтрация каждого из m элементов принятого сигнала по соответствующим m частотам. Затем выделенные m элементов сигнала поступают на входы 14.21 - 14.2m соответствующих согласованных фильтров, в которых осуществляется квазиоптимальный прием m элементов сигнала. Далее выделенные m элементов сигнала поступают на входы m детекторов 14.31 - 14.3m, в которых осуществляется детектирование m элементов сигнала по амплитуде. После детектирования m элементов сигнала поступают на соответствующие входы 14.41 - 14.4m линий задержки, где осуществляется их поиск по времени. С выходов 14.41 - 14.4m линий задержки выделенные m откликов элементов сигнала одновременно поступают на m входы блоков 15 и 17.The correlator 14, the functional diagram of which is shown in FIG. 4, works as follows. Information from the multiple access channel is fed to the input of bandpass filters 14.1 1 - 14.1 m , in which each of the m elements of the received signal is filtered at the corresponding m frequencies. Then, the selected m signal elements arrive at the inputs 14.2 1 - 14.2 m of the respective matched filters, in which the quasi-optimal reception of m signal elements is carried out. Next, the selected m signal elements are fed to the inputs of m detectors 14.3 1 - 14.3 m , in which the detection of m signal elements by amplitude is carried out. After detecting, m signal elements arrive at the corresponding inputs of 14.4 1 - 14.4 m delay lines, where they are searched by time. From the outputs 14.4 1 - 14.4 m delay lines, the allocated m responses of the signal elements simultaneously arrive at the m inputs of blocks 15 and 17.
Блок анализа уровня 17, функциональная схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом. Выделенные коррелятором m откликов элементов сигнала поступают на соответствующие входы m групп компараторов по n в каждой 17.1.11...17.1.nm. Пороги срабатывания компараторов внутри каждой группы выбраны с учетом возможного эффекта "захвата" в приемнике (т. е. пакет, поступающий с наибольшей энергией, имеет хорошие шансы быть правильно принятым даже при наличии других пакетов).The level analysis block 17, the functional diagram of which is shown in FIG. 2, works as follows. The m responses of the signal elements allocated by the correlator go to the corresponding inputs of m groups of comparators of n in each 17.1.1 1 ... 17.1.n m . The thresholds for comparators within each group are selected taking into account the possible “capture” effect in the receiver (that is, the packet arriving with the highest energy has a good chance of being correctly received even if there are other packets).
Если отклик имеется на выходе только одного из m компараторов с одинаковыми порогами срабатывания, то логическая схема, включающая n групп инверторов по m в каждой, n групп m-входовых элементов И по m элементов в каждой обеспечивает формирование на выходе s-го m-входового элемента ИЛИ сигнала с уровнем логической единицы. При наличии отклика на выходах хотя бы двух компараторов с одинаковым порогом срабатывания из m групп или при отсутствии откликов на выходах этих компараторов на выходе s-го m-входового элемента ИЛИ формируется сигнал с уровнем логического нуля. Сигналы с выходов n m-входовых элементов ИЛИ поступают на вход решающего блока 15. If there is a response at the output of only one of m comparators with the same operation thresholds, then a logic circuit including n groups of inverters of m each, n groups of m-input elements and m groups of m each provides the formation of the s-th m-input element OR signal with a logical unit level. In the presence of a response at the outputs of at least two comparators with the same threshold of operation from m groups or in the absence of responses at the outputs of these comparators, a signal with a logic zero level is formed at the output of the s-th m-input element. The signals from the outputs of the n m-input elements OR are fed to the input of the decision block 15.
Решающий блок 15, показанный на фиг. 4, работает следующим образом. При наличии на одном из n управляющих входов уровня логической единицы сигнал с уровнем логической единицы с выхода n-входового элемента ИЛИ при посредстве формирователей импульсов 15.41, 15.42 и инвертора 15.3 переводит RS-триггер 15.5 в режим хранения логической единицы. При этом наличие на управляющем элементе И 15.6 сигнала с уровнем логической единицы обеспечивает прохождение информации через элемент И 15.6 на информационно-адресный выход решающего блока 15. Одновременно сигнал поступает на первый информационный выход решающего блока 15 (и далее на вход счетчика обслуженной нагрузки 13). Если на основе информации, полученной с n управляющих входов блока, можно сделать вывод об успешной передаче в канале, то мультиплексор 15.1 подключает выход той или иной ветви приема коррелятора 14 на информационно-адресный выход блока.The decision block 15 shown in FIG. 4, works as follows. If there is a level of a logical unit on one of the n control inputs, a signal with a level of a logical unit from the output of the n-input OR element, by means of pulse shapers 15.4 1 , 15.4 2 and an inverter 15.3, puts the RS-trigger 15.5 into the logical unit storage mode. Moreover, the presence of a signal with a logic level on the control element And 15.6 ensures that information passes through the And 15.6 element to the information and address output of the decision block 15. At the same time, the signal is sent to the first information output of the decision block 15 (and then to the input of the served load counter 13). If, based on the information received from the n control inputs of the block, it can be concluded that the channel is successfully transmitted, the multiplexer 15.1 connects the output of one or another receiving branch of the correlator 14 to the information-address output of the block.
Если успешный прием невозможен, то на основе информации, полученной с n управляющих входов блока, преобразователь кодов 15.7 со второго информационного выхода решающего блока 15 в последовательном коде передает кодовую комбинацию, соответствующую числу конфликтующих корреспондентов, на вход счетчика необслуженной нагрузки 12. If successful reception is not possible, then on the basis of information received from n control inputs of the block, the code converter 15.7 from the second information output of the decision block 15 in a serial code transmits a code combination corresponding to the number of conflicting correspondents to the input of the unmetered load counter 12.
При передаче в канале множественного доступа информации содержимое пакета с информационно-адресного выхода решающего блока 15 поступает на информационно-адрессный вход блока анализа адреса 16. Если адрес в заголовке пакета совпал с собственным адресом, то появляется сигнал на первом информационном выходе устройства (в противном случае появляется сигнал на втором информационном выходе устройства). When transmitting information in the multiple access channel, the contents of the packet from the information-address output of the decision block 15 are sent to the information-address input of the address analysis block 16. If the address in the packet header matches its own address, a signal appears on the first information output of the device (otherwise a signal appears on the second information output of the device).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123725A RU2148294C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Device for controlling data transmission through radio channel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123725A RU2148294C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Device for controlling data transmission through radio channel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2148294C1 true RU2148294C1 (en) | 2000-04-27 |
Family
ID=20214042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123725A RU2148294C1 (en) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | Device for controlling data transmission through radio channel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2148294C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553055C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals |
-
1998
- 1998-12-30 RU RU98123725A patent/RU2148294C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2553055C1 (en) * | 2014-07-07 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Transmitter with code division of channels with structural security of transmitted signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tobagi | Modeling and performance analysis of multihop packet radio networks | |
| EP0481171B1 (en) | A method and apparatus for providing an efficient and adaptive management of message routing in a multi-node communication system | |
| DE102005026086B3 (en) | Transmission channels` allocation determining method for data transmission-/receiving device, involves evaluating correlation results of demodulated signals and partial sequences to produce output signal indicating allocation of channels | |
| US5818822A (en) | Wireless local area network having interface at each station which ignores messages not retransmitted by repeater | |
| EP0219085B1 (en) | A spread spectrum wireless pbx | |
| US6282232B1 (en) | Methods and apparatus for burst-mode CDMA DSSS communications receiving systems | |
| US7680090B2 (en) | System and method for monitoring network traffic | |
| KR102272846B1 (en) | multi-channel receiver | |
| Maxemchuk et al. | Voice and Data on a CATV Network | |
| RU2148294C1 (en) | Device for controlling data transmission through radio channel | |
| Rubin | Synchronous and channel-sense asynchronous dynamic group-random-access schemes for multiple-access communications | |
| Lo et al. | Collision detection and multitone tree search for multiple-access protocols on radio channels | |
| US6967945B2 (en) | Method and system of communications using a pulse transmission protocol | |
| RU2189118C2 (en) | Data transmission method | |
| RU2116004C1 (en) | Device for controlling data transmission over radio channel | |
| CN103368810A (en) | Internet-of-things communication equipment and control method thereof and internet-of-things monitoring system | |
| Chen et al. | Multiple delay capture probability and performance of DS-SS slotted ALOHA packet radio system | |
| RU2168282C1 (en) | Gear controlling transmission of package information over radio channel | |
| KR101334969B1 (en) | Procedure for simultaneous transmission in time and frequency of multiple communications of data by means of ofdm modulations | |
| Kim et al. | On the performance of centralized DS-SS packet radio networks with random spreading code assignment | |
| DE19907502C2 (en) | Method for channel estimation | |
| RU2216869C1 (en) | Device for controlling data transmission over multiple access channel | |
| RU2194366C2 (en) | Device for adaptive control over data transmission in multiple access channel | |
| RU2099889C1 (en) | Device for controlling data transmission over radio channel | |
| EP1217780B1 (en) | Method and Apparatus for collision detection during the login procedure of subscribers in a TDMA communication system |